学业分层测评(二)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于楞次定律，下列说法正确的是( )
A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用
C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化
【解析】 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；感应电流的磁场方向与原磁场的变化情况有关，当原磁场增强时跟原磁场反向，当原磁场减弱时跟原磁场同向，选项D错误．
【答案】 A
2．如图1-3-10所示，当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是 ( )
图1-3-10
A．由A→B
B．由B→A
C．无感应电流
D．无法确定
【解析】 导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可以判定感应电流的方向为由A→B，故A正确．
【答案】 A
3．如图1-3-11所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )
图1-3-11
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
【解析】 当磁铁向下运动时，线圈磁通量增加，感应电流产生的磁场阻碍磁铁的相对运动，所以线圈上端为N极．根据安培定则，判断感应电流的方向与图中箭头方向相同．
【答案】 B
4．如图1-3-12所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是( )
图1-3-12
A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开
B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动
C．用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁运动
D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥
【解析】 根据楞次定律的推广含义，用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，远离A环时，A环被吸引，A、B错误，D正确；用磁铁N极接近B环时，B环不会产生感应电流，B环不动，C错误．
【答案】 D
5.如图1-3-13所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是
( )
图1-3-13
A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．始终dcba
D．先dcba，后abcd，再dcba
【解析】 线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．
【答案】 D
6．如图1-3-14所示，一根长导线弯成如图中abcd的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是( )
图1-3-14
A．金属环P中产生顺时针方向的电流
B．橡皮筋的长度增大
C．橡皮筋的长度不变
D．橡皮筋的长度减小
【解析】 导线框中的电流产生的磁场垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P中的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中产生逆时针方向的感应电流，故A项错；根据对称性及左手定则可知金属环P所受安培力的合力方向向下，并且随电流I的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，故B项正确，C、D项错．
【答案】 B
7．如图1-3-15所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )
图1-3-15
A．有顺时针方向的感应电流
B．有逆时针方向的感应电流
C．有先逆时针后顺时针方向的感应电流
D．无感应电流
【解析】 穿过线圈的磁通量包括磁体内全部和磁体外的一部分，合磁通量是向上的．当线圈突然缩小时向下的磁通量减少，合磁通量增加，原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少．由楞次定律判断，感应电流的方向为顺时针方向，选项A正确．
【答案】 A
8．(多选)在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2，则( )
A．若飞机从西往东飞，U1比U2高
B．若飞机从东往西飞，U2比U1高
C．若飞机从南往北飞，U1比U2高
D．若飞机从北往南飞，U2比U1高
【解析】 我国地处北半球，地磁场有竖直向下的分量，用右手定则判断无论机翼向哪个水平方向切割磁感线，机翼中均产生自右向左的感应电动势，左侧电势高于右侧．
【答案】 AC
[能力提升]
9．已知北半球地磁场的竖直分量向下．如图1-3-16所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是( )
图1-3-16
A．若使线圈向东平动，则b点的电势比a点的电势低
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a
【解析】 若使线圈向东平动，线圈的ab边和cd边切割磁感线，由右手定则知c(b)点电势高于d(a)点电势，故A错误，同理知B错误；若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈平面的磁通量变小，由楞次定律可知线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C正确，D错误．
【答案】 C
10．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验：他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图1-3-17所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现( )
图1-3-17
A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流
B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流
C．顺时针方向的持续流动的感应电流
D．逆时针方向的持续流动的感应电流
【解析】 在进入线圈的过程中，原磁场方向向下，磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流磁场向上，再由安培定则可判断感应电流的方向从上往下看为逆时针方向，同理可判断在离开磁场的过程中线圈中的感应电流也是逆时针方向，所以A、B、C错误，D正确．
【答案】 D
11．(多选)如图1-3-18所示，一用绝缘材料做的玩偶两脚固定在矩形闭合线圈两个边上，现将其放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)，当磁铁匀速向右通过线圈时，玩偶却静止不动，那么下列说法正确的是( )
图1-3-18
A．线圈受摩擦力方向一直向左
B．线圈受摩擦力方向先向左、后向右
C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针(从上向下看)
D．感应电流的方向顺时针→逆时针(从上向下看)
【解析】 根据楞次定律“阻碍”的效果，阻碍导体、磁体间的相对运动．当蹄形磁铁接近线圈时，线圈有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离线圈时，两者吸引，线圈仍有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向仍向左，A对，B错；穿过线圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的减少．由楞次定律知，从上往下看，感应电流的方向先顺时针，再逆时针，最后顺时针，C对，D错．
【答案】 AC
12．(多选)如图1-3-19所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属轨道，轨道与轨道平面内的圆形线圈P相连，要使在同一平面内所包围的小闭合线圈Q内产生顺时针方向的感应电流，导线ab的运动情况可能是( )
图1-3-19
A．匀速向右运动 B．加速向右运动
C．减速向右运动 D．加速向左运动
【解析】 可用楞次定律步骤的逆过程来分析，要使Q中产生顺时针方向的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直纸面指向纸内．如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向里的，则原磁场应减弱；如果穿过Q的原磁场是垂直纸面向外的，则原磁场应增强．当ab向右运动时，根据右手定则可判定出P中产生的感应电流方向是a→b→P→a，是顺时针方向，由右手定则可判知P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向里，所以当ab向右减速运动时，可使穿过Q的向里的磁通量减小，从而使Q中产生顺时针方向的电流；当ab向左运动时，同理可判定P中感应电流的磁场穿过Q中的磁感线方向向外，所以当ab向左加速运动时，可使穿过Q的向外的磁通量增大，从而使Q中产生顺时针方向的感应电流．故正确选项为C、D.
【答案】 CD
[目标定位] 1.理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向.2.通过实验探究，感受楞次定律的实验推导过程，培养观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力.3.掌握右手定则，并理解右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式.
一、感应电流的方向
1.实验探究
将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如下：
图1
2.分析
操作方法
内容
甲
乙
丙
丁
N极向下
插入线圈
N极向上
抽出线圈
S极向下
插入线圈
S极向上
抽出线圈
原来磁场的方向
向下
向下
向上
向上
原来磁场的磁通量变化
增大
减小
增大
减小
感应电流方向
逆时针
(俯视)
顺时针
(俯视)
顺时针
(俯视)
逆时针
(俯视)
感应电流的磁场方向
向上
向下
向下
向上
原磁场与感应电流的磁场方向的关系
相反
相同
相反
相同
【深度思考】
感应电流的磁场与原磁场的方向，是相同还是相反？感应电流的磁场起到什么作用？
答案 当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
【例1】 如图2所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.
图2
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)
(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)
解析 (1)补充的实物电路如图所示.
(2)已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.
(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转.
答案 (1)见解析图 (2)向右 (3)向左
在“研究电磁感应现象”的实验中，用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场，要注意三点：
(1)线圈L2与灵敏电流计直接相连，了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系.
(2)明确线圈L1中电流的变化.
(3)明确线圈L2中磁通量的变化及磁场方向.
二、楞次定律
1.楞次定律
(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
(2)简化表述：
(3)适用情况：所有电磁感应现象.
2.楞次定律的理解
(1)因果关系：磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果又反过来影响原因.
(2)对“阻碍”的理解
【深度思考】
(1)“阻碍”是否意味着“相反”.
(2)“阻碍”与“阻止”的意思相同吗？
答案 (1)“阻碍”并不意味着“相反”，当磁通量减少时，“阻碍”意味着“相同”.
(2)不相同，“阻碍”不是“阻止”，二者之间的程度不同.阻碍是使事情不能顺利发展，但还是向原来的方向发展了；阻止是使事情停止，不再向原来的方向发展了.
【例2】 关于楞次定律，下列说法中正确的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反
D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析 楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选项D正确.
答案 D
【例3】 (多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或抽出，由线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是( )
解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈中原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极，磁铁与线圈相互排斥.运用以上分析方法可知，C、D正确.
答案 CD
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：
三、右手定则
1.当导体做切割磁感线运动时，可以用右手定则判断感应电流的方向.
右手定则：伸开右手，使拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内；让磁感线垂直从手心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向.
2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极).
【深度思考】
(1)右手定则与楞次定律有什么关系？两规律各在什么情况下使用较方便？
(2)什么情况下应用右手定则，什么情况下应用左手定则？
答案 (1)导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量变化引起感应电流的特例，所以右手定则是楞次定律的特例.
①楞次定律适用于所有电磁感应现象，对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.
②右手定则只适用于一部分导体做切割磁感线运动的情况.
(2)判断感应电流的方向(即因动而生电)时用右手定则；
判断通电导线受到的安培力(即因电而受力)时用左手定则.
【例4】 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是( )
解析 由右手定则判知，A中感应电流方向为a→b，B、C、D中均为b→a.
答案 A
1.(楞次定律的应用)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图3所示.现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
图3
A.从a到b，上极板带正电
B.从a到b，下极板带正电
C.从b到a，上极板带正电
D.从b到a，下极板带正电
答案 B
解析 穿过线圈的磁场方向向下，磁铁接近时，线圈中磁通量增加，由楞次定律知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，流过R的电流方向是从a到b，a电势高于b，对电容器充电，故电容器下极板带正电，B正确.
2.(楞次定律的应用)(多选)如图4所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电直导线L运动时，以下说法正确的是( )
图4
A.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
答案 AD
解析 当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，选项A正确；当导线L向右平移时，闭合导体框abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，选项D正确.
3.(右手定则的应用)如图5所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时( )
图5
A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
答案 D
解析 由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.
4.(右手定则的应用)(多选)如图6所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
图6
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右
答案 AC
解析 方法1：由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左.
方法2：由楞次定律知，本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向垂直于MN水平向左，再由右手定则，判断出感应电流的方向是N→M.故选A、C.
题组一 对楞次定律的理解和应用
1.某实验小组用如图1所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流的方向是( )
图1
A.a→G→b
B.先a→G→b，后b→G→a
C.b→G→a
D.先b→G→a，后a→G→b
答案 D
解析 条形磁铁进入线圈的过程中：①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下.②明确闭合回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中的感应电流产生的磁场方向向上.④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：电流的方向从b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减少，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视)，即：电流的方向从a→G→b.
2.1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图2所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈的感应电流是( )
图2
A.先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流
B.先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流
C.顺时针方向持续流动的感应电流
D.逆时针方向持续流动的感应电流
答案 C
解析 S磁单极子靠近超导线圈时，线圈中磁通量向上增加，由楞次定律可以判断，从上向下看感应电流为顺时针方向；当S磁单极子远离超导线圈时，线圈中磁通量向下减少，感应电流方向仍为顺时针方向，C正确.
3.如图3所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m的金属棒ab从∠abO＝60°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示的位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是( )
图3
A.由a到b B.由b到a
C.先由a到b，再由b到a D.先由b到a，再由a到b
答案 D
解析 以ab棒与直角滑轨组成的回路为研究对象，当ab由图示位置释放，直到滑到与直角滑轨夹角为45°位置的过程中，穿过这个回路的磁通量在不断增大，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，即b→a，当越过此位置后，穿过回路的磁通量在减小，由楞次定律可知，产生的感应电流为顺时针，即为由a→b，故A、B、C错误，D正确.
4.(多选)如图4所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动可能是( )
图4
A.向下运动 B.向上运动
C.向左运动 D.以上都不可能
答案 BC
解析 本题可通过逆向应用楞次定律来判定.由感应电流方向A→R→B，应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减少或向上增大；由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减少，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以正确的选项是B、C.
5.(多选)如图5是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是( )
图5
A.当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流
B.当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流
C.当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流
D.当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流
答案 ABD
解析 当磁铁离开B端或在B端附近运动时，线圈所处位置磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，A、B正确；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，C错，D对.
6.如图6所示，金属线框与直导线AB在同一平面内，直导线中通有电流I，若将线框由位置1拉至位置2的过程中，线框中感应电流的方向是( )
图6
A.先顺时针，后逆时针，再顺时针
B.始终顺时针
C.先逆时针，后顺时针，再逆时针
D.始终逆时针
答案 C
7.(多选)闭合线圈abcd在磁场中运动到如图7所示位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是( )
图7
A.向右进入磁场 B.向左移出磁场
C.以ab为轴转动 D.以cd为轴转动
答案 BCD
解析 ab边受到的磁场力的方向竖直向上，根据左手定则判断出ab边中感应电流方向为a→b，再由右手定则判断可知abcd的运动情况是向左平动，故A错误，B正确；以ab或以cd为轴转动时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律判断可知，线圈中产生的感应电流方向沿abcda，ab边所受的磁场力方向竖直向上，故C、D正确.
8.(多选)北半球地磁场的竖直分量向下.如图8所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置一个边长为L的正方形闭合导体线框abcd，线框的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向.下列说法中正确的是( )
图8
A.若使线框向东平动，则a点的电势比b点的电势低
B.若使线框向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C.若以ab为轴将线框向上翻转，则线框中感应电流方向为a→b→c→d→a
D.若以ab为轴将线框向上翻转，则线框中感应电流方向为a→d→c→b→a
答案 AC
解析 线框向东平动时，ba和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，a点电势比b点电势低，A对；同理，线框向北平动，则a、b电势相等，高于c、d两点电势，B错；以ab为轴将线框向上翻转，向下的磁通量减少了，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C对，D错.
题组二 右手定则的应用
9.两根相互平行的金属导轨水平放置于图9所示的匀强磁场中，在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )
图9
A.导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B.导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力水平向左
D.磁场对导体棒AB的作用力水平向右
答案 B
解析 当导体棒AB向右运动时，由右手定则可以判断回路中感应电流方向为A→C→D→B→A，再根据左手定则进一步确定导体棒CD的受力方向水平向右，导体棒AB受力方向水平向左.
10.(多选)如图10所示，导体棒AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通.当导体棒AB水平向左移动时( )
图10
A.导体棒AB中感应电流的方向为A到B
B.导体棒AB中感应电流的方向为B到A
C.导体棒CD水平向左移动
D.导体棒CD水平向右移动
答案 AD
解析 当导体棒AB向左移动时，由右手定则可判断回路中感应电流方向为A→B→C→D→A，故A项正确，B项错误；再根据左手定则可确定CD棒受力水平向右，故C项错误，D项正确.
11.如图11所示，平行导体滑轨MM′、NN′水平放置，固定在匀强磁场中.磁场的方向与水平面垂直向下.滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路.当AB向右开始滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为( )
图11
A.电流方向沿ABCD；受力方向向右
B.电流方向沿ABCD；受力方向向左
C.电流方向沿BADC；受力方向向右
D.电流方向沿BADC；受力方向向左
答案 C
解析 根据法拉第电磁感应定律或右手定则可知，当AB棒向右开始滑动切割磁感线的瞬间，闭合回路中产生逆时针方向的电流，即电流方向沿BADC，利用左手定则可知，滑线CD所受安培力方向向右，故只有选项C正确.
12.如图12所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触.若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是( )
图12
A.电阻R中有Q→R→P方向的感应电流
B.电阻R中有P→R→Q方向的感应电流
C.穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流
D.调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变
答案 B
解析 根据右手定则可判断出R中有P→R→Q方向的感应电流，B正确，A、C错误；D选项中流过R的感应电流方向不变，D错误.
课件29张PPT。
[目标定位] 1.理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向.2.通过实验探究，感受楞次定律的实验推导过程，培养观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力.3.掌握右手定则，并理解右手定则实际上是楞次定律的一种表现
形式.一、感应电流的方向1.实验探究
将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如下：图12.分析向下向下向上向上增大减小增大减小逆时针顺时针顺时针逆时针向上向下向下向上相反相同相反相同【深度思考】
感应电流的磁场与原磁场的方向，是相同还是相反？感应电流的磁场起到什么
作用？
答案 当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.图2【例1】 如图2所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将实物电路中所缺的导线补充完整.
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)
(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)解析 (1)补充的实物电路如图所示.(2)已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.
(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转.答案 (1)见解析图 (2)向右 (3)向左在“研究电磁感应现象”的实验中，用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场，要注意三点：
(1)线圈L2与灵敏电流计直接相连，了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系.
(2)明确线圈L1中电流的变化.
(3)明确线圈L2中磁通量的变化及磁场方向.二、楞次定律1.楞次定律
(1)内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要________引起感应电流的________________.阻碍磁通量的变化相反相同 (3)适用情况：所有电磁感应现象.
2.楞次定律的理解
(1)因果关系：磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果又反过来影响原因.
(2)对“阻碍”的理解【深度思考】
(1)“阻碍”是否意味着“相反”.
(2)“阻碍”与“阻止”的意思相同吗？
答案 (1)“阻碍”并不意味着“相反”，当磁通量减少时，“阻碍”意味着“相同”.
(2)不相同，“阻碍”不是“阻止”，二者之间的程度不同.阻碍是使事情不能顺利发展，但还是向原来的方向发展了；阻止是使事情停止，不再向原来的方向发展了.【例2】 关于楞次定律，下列说法中正确的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反
D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析 楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选项D正确.
答案 D【例3】 (多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或抽出，由线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是( )解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈中原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极，磁铁与线圈相互排斥.运用以上分析方法可知，C、D正确.
答案 CD应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：三、右手定则1.当导体做______________运动时，可以用右手定则判断感应电流的方向.
右手定则：伸开右手，使拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内；让磁感线垂直从________进入，并使________指向导体运动的方向，这时________所指的方向就是感应电流的方向.
2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由_____极指向_____极).切割磁感线手心拇指四指负正【深度思考】
(1)右手定则与楞次定律有什么关系？两规律各在什么情况下使用较方便？
(2)什么情况下应用右手定则，什么情况下应用左手定则？
答案 (1)导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量变化引起感应电流的特例，所以右手定则是楞次定律的特例.
①楞次定律适用于所有电磁感应现象，对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.
②右手定则只适用于一部分导体做切割磁感线运动的情况.
(2)判断感应电流的方向(即因动而生电)时用右手定则；
判断通电导线受到的安培力(即因电而受力)时用左手定则.【例4】 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是( )解析 由右手定则判知，A中感应电流方向为a→b，B、C、D中均为b→a.
答案 A闭合电路的一部分导体切割磁感线时，应用右手定则比较方便.1.(楞次定律的应用)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图3所示.现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )图3A.从a到b，上极板带正电
B.从a到b，下极板带正电
C.从b到a，上极板带正电
D.从b到a，下极板带正电答案 B
解析 穿过线圈的磁场方向向下，磁铁接近时，线圈中磁通量增加，由楞次定律知，产生感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，流过R的电流方向是从a到b，a电势高于b，对电容器充电，故电容器下极板带正电，B正确.2.(楞次定律的应用)(多选)如图4所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电直导线L运动时，以下说法正确的是( )图4A.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
B.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba
C.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcda
D.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案 AD
解析 当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，选项A正确；当导线L向右平移时，闭合导体框abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，选项D正确.3.(右手定则的应用)如图5所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时( )图5A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流答案 D
解析 由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.4.(右手定则的应用)(多选)如图6所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )图6A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右答案 AC
解析 方法1：由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左.
方法2：由楞次定律知，本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向垂直于MN水平向左，再由右手定则，判断出感应电流的方向是N→M.故选A、C.
